大氣環(huán)境污染評(píng)估粒子擴(kuò)散模擬程序計(jì)算效率優(yōu)化研究

摘要：粒子擴(kuò)散模擬程序是大氣環(huán)境污染評(píng)估中的常用工具，特別是在各類設(shè)施應(yīng)急條件下的環(huán)境污染評(píng)價(jià)工作中使用較為普遍，但由于考慮的物理過程較為復(fù)雜，計(jì)算效率成為影響使用效果的重要因素。此研究將一個(gè)大氣環(huán)境污染評(píng)價(jià)模型IPAM的耗時(shí)部分移植到國(guó)產(chǎn)加速卡，并對(duì)移植前后的加速效果進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果顯示在計(jì)算釋放30天的情景時(shí)，加速比可達(dá)1.58，但由于計(jì)算程序的耗時(shí)部分在加速卡，主機(jī)與設(shè)備端的通訊耗時(shí)使得程序沒有達(dá)到成倍數(shù)的提升。若僅對(duì)移植部分程序進(jìn)行分析，加速卡上的計(jì)算速度比單個(gè)CPU計(jì)算的速度可提升100倍以上。

關(guān)鍵詞：大氣污染環(huán)境評(píng)價(jià)模型；加速卡；移植

中圖分類號(hào)：X823 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

大氣環(huán)境污染評(píng)估軟件是化工、核等領(lǐng)域應(yīng)急和環(huán)境管理工作中重要的工具，特別是針對(duì)核事故的大氣環(huán)境污染評(píng)估，不同國(guó)家或組織均開發(fā)了各自的核事故后果評(píng)價(jià)系統(tǒng)。在核事故后果評(píng)價(jià)系統(tǒng)中計(jì)算效率是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，但對(duì)一些復(fù)雜過程，需采用較多網(wǎng)格進(jìn)行模擬，而網(wǎng)格的增加又會(huì)提高計(jì)算量，因此軟件加速計(jì)算對(duì)核事故環(huán)境污染評(píng)估是一項(xiàng)具有實(shí)用意義的研究。較為典型的是在福島事件后，鑒于在事故發(fā)生期間美國(guó)NARAC系統(tǒng)花費(fèi)數(shù)小時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及高分辨數(shù)據(jù)處理的情況，美國(guó)NARAC對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行了加速改造，使系統(tǒng)的計(jì)算效率得到大幅提升。